不同超級稻品種對移栽密度的反應(yīng)特性研究

吳勇俊鄭海飄 楊小粉 方穩(wěn)山 聶凌利 李翊君張文 敖和軍*

（1湖南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院/南方糧油協(xié)同創(chuàng)新中心，長沙410128；2湖南省桂東縣農(nóng)業(yè)科學研究所，湖南桂東423503；第一作者：1404259120＠qq．com；*通訊作者：aohejun＠126．com）

近年，我國對超級稻的高產(chǎn)育種進行了一系列嘗試[1－3]，2015年袁隆平院士選育的第五期超級稻代表品種超優(yōu)千號在海南種植平均單產(chǎn)達941.79 kg/hm2，打破了海南水稻種植單產(chǎn)紀錄[4]。中國雜交水稻育種理論與技術(shù)方法取得了巨大的增產(chǎn)效益，為緩解全球性的糧食危機做出了巨大貢獻[5]。研究超級雜交稻的干物質(zhì)生產(chǎn)與產(chǎn)量形成規(guī)律及其生態(tài)適應(yīng)性，對充分發(fā)揮超級雜交稻的產(chǎn)量潛力，實現(xiàn)超級雜交稻的大面積穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)栽培具有重要意義。超級稻較常規(guī)稻品種有著更高的實際產(chǎn)量是因為超級稻有著更高的庫容量和生物產(chǎn)量[6]，超級稻在不同地點種植所達到的實際產(chǎn)量也有著顯著差異[7]，同時秧苗素質(zhì)、栽培管理措施、栽插密度、施氮水平、水分、溫光等生態(tài)生理因素也在一定程度上對水稻產(chǎn)量有著調(diào)控作用[8]。敖和軍等[9]研究發(fā)現(xiàn)，兩優(yōu)培九采用優(yōu)化栽培（稀植、結(jié)構(gòu)施肥）有效穗數(shù)明顯增多，單產(chǎn)為 8.20～10.37 t/hm2，顯著高于傳統(tǒng)栽培。張文等[10]發(fā)現(xiàn)，超級稻品種在高密度（30萬叢/hm2）的條件下，平均產(chǎn)量為 10 330.6 kg/hm2，比低密度（15 萬叢/hm2）處理的平均產(chǎn)量高7.25%。王淑紅等[11]研究發(fā)現(xiàn)，雜交稻兩優(yōu)293和準兩優(yōu)527在中肥（N 180 kg/hm2、P 39.6 kg/hm2、K 149.4 kg/hm2） 處理下產(chǎn)量最高。本研究在湖南水稻高產(chǎn)區(qū)的桂東縣進行試驗，在滿足高產(chǎn)所需的水肥以及田間管理的情況下，于5期超級稻中，每期選擇1個有代表性的超級稻品種以及1個常規(guī)稻品種作為試驗材料，研究不同超級稻品種對于種植密度的反應(yīng)特性，以期為超級稻選擇適宜的種植密度。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試驗設(shè)計

在5期超級稻品種中每期各選用1個具有代表性的超級稻，依次為兩優(yōu)培九、Y兩優(yōu)1號、Y兩優(yōu)2號、Y兩優(yōu)900、超優(yōu)千號等5個超級稻品種為材料，以常規(guī)稻品種黃華占為對照。2016年在湖南省郴州市桂東縣選擇中等肥力的稻田作一季中稻栽培。采用隨機區(qū)組設(shè)計，2次重復，3種種植密度，小區(qū)面積為15 m2。種植密度分別為：12萬叢/hm2（D1）、18萬叢/hm2、（D2）：24萬叢/hm2（D3）。播種日期為4月30日，于5月30日移栽，每叢栽插2株基本苗。其他栽培措施均按當?shù)爻壍咎镩g栽培管理進行，采用干濕交替灌溉，中期不曬田，人工除草，嚴格控制病蟲害。

1.2 試驗地氣溫

由圖1可知，桂東縣4—9月的溫差波動不大，平均氣溫在18℃～25℃間。5期超級稻抽穗期為8月19日左右，并于10月6日全部成熟。8月中下旬（超級稻抽穗后）晝夜溫差大，在此氣溫條件下有利于水稻的生長、灌漿以及淀粉的充實沉積[12]。

表1 各品種產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成與種植密度的關(guān)系

圖1 桂東縣國家基本氣象站2016年4-9月氣溫資料

1.3 測定項目與方法

移栽后第2 d每小區(qū)取20叢進行基本苗數(shù)記載，并在移栽后60 d每小區(qū)取20株記錄最高苗數(shù)。

植株干物質(zhì)量：在齊穗期與成熟期取樣，按平均分蘗數(shù)選取3叢齊泥割，洗凈泥沙后，分成莖、葉、穗3部分，于105℃殺青30 min，80℃烘干至恒質(zhì)量后稱重。

產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成：在大田收割前1 d取樣，每個小區(qū)按平均分蘗數(shù)選取3叢，記錄有效穗數(shù)后，采用人工脫粒，剩下的植株樣品烘干，谷粒采用清水分選，人工數(shù)計實粒和秕粒。另外，每個小區(qū)收割中心100叢測產(chǎn)，單獨脫粒曬干并風選后，秤干谷質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel、SAS等軟件進行數(shù)據(jù)的處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種在不同密度下產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成的差異

由表1可知，5個供試超級稻品種的實際產(chǎn)量在7 292．04 ～13 438.75 kg/hm2之間，顯著高于常規(guī)稻品種黃華占。其中，以Y兩優(yōu)1號的產(chǎn)量最高，平均為12 274.93 kg/hm2，分別比超優(yōu)千號、兩優(yōu)培九、Y 兩優(yōu)900、Y 兩優(yōu) 2 號高 8.15%、17.27%、24.78%、26.79%。隨著種植密度的增加，除Y兩優(yōu)2號和黃華占外，其他品種產(chǎn)量均呈現(xiàn)上升趨勢，而Y兩優(yōu)2號產(chǎn)量與種植密度呈現(xiàn)顯著的負相關(guān)。有效穗數(shù)以黃華占最高，達347.69穗/m2，分別比Y兩優(yōu)2號、Y兩優(yōu)1號、Y兩優(yōu)900、兩優(yōu)培九、超優(yōu)千號高 65.70、76.16、128.25、109.73和135.42穗/m2；每穗粒數(shù)以超優(yōu)千號最多，達到327.39粒，以黃華占最低，只有144.50粒。超級稻品種中單位面積穎花數(shù)以超優(yōu)千號最高，為6.95×104粒/m2，然后由高到低依次為Y兩優(yōu)900、Y兩優(yōu)2號、Y兩優(yōu)1號和兩優(yōu)培九；除兩優(yōu)培九外，其他超級稻品種單位面積穎花數(shù)均高于常規(guī)稻品種黃華占。不同品種間結(jié)實率的變化趨勢與有效穗數(shù)相似。千粒重以Y兩優(yōu)1號最高，為23.90 g，且顯著高于其他品種；其次為超優(yōu)千號、兩優(yōu)培九，顯著高于Y兩優(yōu)2號；黃華占千粒重最低，只有18.57 g，顯著低于各超級稻品種。種植密度對供試水稻品種產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響在各品種間存在差異：兩優(yōu)培九、Y兩優(yōu)1號、Y兩優(yōu)2號的單位面積有效穗數(shù)對種植密度的改變表現(xiàn)敏感，且都以高密度種植較高；Y兩優(yōu)2號與黃華占中低密度處理每穗粒數(shù)顯著高于高密度處理；兩優(yōu)培九的千粒重隨著種植密度的增加而增加。

圖2 齊穗期總干物質(zhì)生產(chǎn)量

圖3 成熟期干物質(zhì)生產(chǎn)量

2.2 不同品種在不同密度條件下干物質(zhì)差異

超級稻齊穗期干物質(zhì)生產(chǎn)量隨密度的變化與產(chǎn)量基本相同，即各水稻品種均以高密度種植時較高。由圖2可知，除兩優(yōu)培九和超優(yōu)千號外，其余品種齊穗期地上部干物質(zhì)生產(chǎn)量不同種植密度間存在顯著差異。此外，品種間齊穗期干物質(zhì)生產(chǎn)量以Y兩優(yōu)900最高，為1 375.35 g/m2，顯著高于黃華占和Y兩優(yōu)1號。參試品種成熟期稻谷生產(chǎn)量表現(xiàn)為Y兩優(yōu)1號＞超優(yōu)千號＞Y兩優(yōu)900＞Y兩優(yōu)2號＞兩優(yōu)培九＞黃華占。稻草生產(chǎn)量以Y兩優(yōu)2號最高，然后依次為超優(yōu)千號、Y兩優(yōu)900、兩優(yōu)培九、Y兩優(yōu)1號、黃華占。

由圖3可知，隨著種植密度的增加，Y兩優(yōu)1號、兩優(yōu)培九和黃華占的成熟期稻草生產(chǎn)量逐漸增加，Y兩優(yōu)2號和Y兩優(yōu)900以高密度處理最高，低密度最低；超優(yōu)千號以中密度處理最高。Y兩優(yōu)2號、黃華占的成熟期稻谷生產(chǎn)量低密度處理最高，分別達到991.81 g/m2和 806.40 g/m2， 分 別 比 高 密 度 處 理 高24.69%、23.19%，而 Y 兩優(yōu) 900、兩優(yōu)培九則相反。Y 兩優(yōu)1號成熟期稻谷質(zhì)量以低密度處理最高，中密度處理最低；超優(yōu)千號則以高密度處理最高，達到1314.58 g/m2，中密度與低密度處理分別為 838.78 g/m2、930.5 g/m2。

3 結(jié)論與討論

3.1 種植密度與產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的關(guān)系

種植密度對產(chǎn)量及其產(chǎn)量結(jié)構(gòu)有一定的影響，但是并不是對所有品種都有顯著性影響。在本試驗中，Y兩優(yōu)1號、Y兩優(yōu)2號、兩優(yōu)培九在產(chǎn)量上對種植密度表現(xiàn)敏感。其中，Y兩優(yōu)1號以較高密度即24萬叢/hm2作為移栽密度，可得到較高的有效穗數(shù)和實際產(chǎn)量，適當提高種植密度是Y兩優(yōu)1號超高產(chǎn)種植的關(guān)鍵[13－14]。在本試驗條件下，種植密度不是Y兩優(yōu)1號每穗粒數(shù)、結(jié)實率以及千粒重的影響因子，這與以往的研究不盡一致[15]。蔣巧梅等[16]發(fā)現(xiàn)，Y兩優(yōu)2號產(chǎn)量與種植密度呈現(xiàn)正相關(guān)，但相關(guān)性不顯著，種植密度與每穗粒數(shù)呈顯著負相關(guān)，這與本試驗結(jié)果存在差異。同時，蔣巧梅等[16]認為，在較高氮素水平下高密度處理的有效穗數(shù)反而明顯小于中低密度處理，可能原因是高氮素水平下形成了大量的無效分蘗。兩優(yōu)培九產(chǎn)量由于穗數(shù)與每穗粒數(shù)之間具有良好的互補性，因而不同種植密度間產(chǎn)量差異未達顯著水平[17－19]。超優(yōu)千號、Y兩優(yōu)900和黃華占對種植密度表現(xiàn)不敏感。

就產(chǎn)量而言，Y兩優(yōu)1號、Y兩優(yōu)900、兩優(yōu)培九、超優(yōu)千號等4個品種在高密度下產(chǎn)量表現(xiàn)較好，其中，各種植密度間有極顯著差異的是Y兩優(yōu)1號。而Y兩優(yōu)2號、黃華占則以低密度處理產(chǎn)量表現(xiàn)較好，其中有極顯著差異的是Y兩優(yōu)2號。

3.2 種植密度與干物質(zhì)生產(chǎn)的關(guān)系

在不同的種植密度下，超級稻齊穗期總干物質(zhì)量與成熟期稻草質(zhì)量在高密度種植下最高，與蔣鵬等人的研究結(jié)果一致[20]；Y兩優(yōu)900、兩優(yōu)培九、超優(yōu)千號成熟期稻谷質(zhì)量以高密度種植最高，其他3個水稻品種則表現(xiàn)相反。